盾构空推不拼管片过矿山法成型隧道施工技术
盾构空推过矿山法隧道施工工艺工法(后附图片)
盾构空推过矿山法隧道施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况当前随着轨道交通事业快速发展，盾构法施工技术在上海、广州、深圳、南京等城市地铁建设中得到广泛应用。
目前国内使用的复合式土压平衡盾构机对于软土及岩石强度（单轴抗压强度小于80～90Mpa的硬岩地层施工是完全适应的，但是对于地质、岩层埋藏比较复杂的地区，对于长度超过100m、岩石强度（单轴抗压强度超过100Mpa的岩石）单纯盾构法施工工艺及单纯矿山法施工工艺已不能满足当前地铁隧道施工的要求。
为减少施工风险、拓展土压平衡盾构机在较长距离与硬岩地层中的施工配套技术，开展了专项研究，采用了矿山法开挖与初期支护，盾构机空载推进拼装管片通过，管片背后吹豆砾石与注浆结合的新工艺，并取得了圆满成功，在此基础上总结形成本工法。
1.2 工艺原理在盾构机到达硬岩地层之前，利用矿山法开挖硬岩地层并进行必要的初期支护，在隧道底部施做弧形钢筋混凝土导向平台，盾构机在平台上空载推进，拼装管片通过，管片背后与矿山法初期支护间的间隙利用吹填豆粒石与注浆相结合的方式填充密实达到整个隧道的净空、结构和防水设置一致。
2 工艺工法特点2.1将矿山法施工与盾构法施工相结合，局部硬岩地段、岩石单轴抗压强度大于100Mpa处用矿山法开挖初支，盾构法衬砌，极大地拓展了盾构法施工的适用范围，避免了盾构法在岩石太硬距离偏长的地层中施工设备的损坏和盾构法应用的限制，避免了盾构在硬岩中掘进容易形成隧道管片破损、隧道中心线偏移、盾构机刀具磨损严重等许多难以预料的问题。
2.2施工速度快，工期效应明显。
盾构拼装管片通过硬岩段可以达到平均每天24m的施工进度。
2.3工艺操作性强，只要采取相应方法和措施，满足城市环境条件即可推广应用。
3 适用范围本工法适用于长距离硬岩地段先施做矿山法隧道之后盾构空推通过的地铁等隧道施工。
4 主要引用标准4.1《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446）4.2《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）4.3《公路隧道施工技术规范》（JTGF60）5 施工方法在盾构机到达硬岩地层前，利用矿山法开挖硬岩地层并进行必要的初期支护，隧道底部施作弧形素混凝土导向平台如图1。
盾构空推两种施工工艺对比分析
盾构空推两种施工工艺对比分析1、盾構法与矿山法的结合盾构在复合地层推进，经常会遇到全断面硬岩地段，若由盾构机直接推进施工，会消耗大量的刀具和加剧盾构机的损耗，施工进度会非常缓慢，工效低下。
若将该段采用矿山法预先施工完成，盾构机在该段则会顺利快速通过，该方法能极大提高综合工效。
盾构法与矿山法的结合，不但能提高单个工程的综合工效，而且极大地提高了盾构法的应用范围。
其主要的施工过程为：根据地质情况采用矿山法进行隧道初衬或者二衬的施工，之后施工导台和隧道回填，最后盾构空推拼装管片，完成最终隧道结构施工。
2、主要施工工艺对比矿山法隧道成型，导台施工完成后，可以开始进行隧道内回填。
隧道内回填的主要目的为提供满足盾构推进时的反力，保证管片能挤密和满足防水挤压力的要求。
根据以往工程实例，空推回填材料要根据矿山法隧道的施工情况和所采用的施工工艺来确定，回填材料可分为两种，一种是豆粒石，另一种是粘土。
两种材料的物理力学指标差异较大，豆粒石的粘聚力小，但是内摩擦角很大；粘土的粘聚力较大，耐摩擦角很小，而且遇水后极易变成流塑状态。
考虑到两种材料的不同特性，可分别采用不同的工艺完成空推施工。
2.1盾构法与矿山法的结合方式盾构法与矿山法的结合方式灵活多变，根据每个工程的实际情况，可以采取不同的方式，根据盾构在矿山法隧道中推进时，矿山法隧道是否封闭，可将结合方式分为三大类：开放式，封闭式，半开放（封闭）式。
（1）开放式开放式是指盾构在矿山法隧道内推进时，盾构前方是敞开的，即便盾构开始进入推进，施工人员和施工机械可以通过竖井或者是横通道进入隧道内，进行隧道回填等施工。
（2）封闭式封闭式是指盾构在矿山法隧道内推进时，盾构前方为全封闭的，一旦盾构开始进入推进，盾构前方就无法继续进行回填施工，施工人员只能通过盾构开仓进入隧道前方。
（3）半开放（封闭）式半开放（封闭）式是指在盾构空推开始为开放式，盾构推进过竖井或者横通道之后，又变为封闭式。
盾构机过矿山隧道空推施工关键技术及控制研究
盾构机过矿山隧道空推施工关键技术及控制研究摘要：广州轨道交通21号线某区间采用盾构空推拼管片施工工艺，对施工过程中盾构接收、管片拼装、管片背部豆砾石吹填及注浆、二次始发等关键工序研究，确保盾构空推的安全与质量。
关键词：掘进、安全质量、工艺引言在城市交通运营中，由于人口的稳定增长，城市变得越来越拥挤，为了减少城市交通问题，许多城市开始建设地铁项目。
在地铁的建造过程中，盾构法具有高效、安全的特征，在轨道交通工程建设中成为首选。
在盾构空推过矿山过程中加强推进过程中管片的拼装质量、豆砾石的吹填尤其是过空推段后的吹填、背部注浆密实度，确保空推质量是工程常见难点。
1 工程概况中新东站-朱村站区间隧道线路出中新东站后，以隧道敷设方式沿着风光东路向增城方向进行，线路沿道路下方行进，到达中间风井后经莲塘村牌坊后继续向东下穿西福涌后斜穿广汕路，并沿道路北侧进入朱村站。
区间隧道总长4.5km。
其中：左线起止里程ZDK43+217.967-ZDK43+350.00,长度132.033m为矿山法盾构管片拼装隧道；右线起止里程 YDK43+220.467- YDK43+357.000,长度136.533m为矿山法盾构管片拼装隧道。
矿山隧道采用钻爆法施工，衬砌为复合式衬砌，二次衬砌采用预制钢筋混凝土管片，矿山法隧道净空直径Ф6800mm，管片外径Ф6100mm，管片与隧道初衬之间有35cm 宽的环形空隙，采用豆砾石充填及浆液填充。
2 工程地质及水文条件2.1 地质情况根据地质详勘资料及现场开挖情况来看，整个矿山隧道地质主要为（7H）强风化花岗岩、（8H）中风化花岗岩。
盾构与矿山交界段主要为地质构造破碎带（9H）微风化花岗岩，地质条件总体良好。
2.2 水文条件整个矿山段主要为存于碎裂状强风化 ~ 中风化带的基岩裂隙水，大里程段呈渗漏状态，小里程段局部呈滴漏状。
盾构与矿山交界处主要为基岩裂隙水，水量较小。
2.3 周边环境空推段地面为道路南侧农田荒地，无建筑物及地下管线，环境简单。
盾构空推过矿山法隧道施工浅析
充 填 标 准 ： 考 虑 暗 挖 隧 道 平 均 超 挖 １ ０ ｃ ｍ，管 片与暗 挖隧道 的孔 隙７ ． １ ９ Ｉ ｎ ３ ，喷射 豆砾石 填充 孔隙的６ ０ ％～７ ０ ％，则每环 管片需 喷射豆 砾石约４ ． ３ ｍ３ ～５ ｍ３ 。 ２ ） 盾尾 同步注浆 ① 同步注浆浆液 陛能 同 步 注 浆 采 用 水 泥 砂 浆 。浆 液 配 比 为 —— 水 泥 ：膨 润 土 ：粉 煤 灰 ：砂 ：水 ＝ １ ６ ０ ：５ ６ ：３ ４ ｌ ：７ ７ ９ ：４ ４ ６ 。浆 液 胶凝 时 间 为—— 初凝时 间８ ｈ ，终凝 时间 １ ０ ． ５ ｈ ，浆液黏 稠 度控制在 １ ０ ｃ ｍ ～１ ２ ｃ ｍ之 间 ，试验 员将不定 期对 浆夜进行黏稠 度检测 ，确保 浆液质量 。 ② 注浆工 艺 同步注浆在每环管片喷射豆砾石 回填后 进 行 ，与盾 构步 进 同步 。注 浆通 过盾构 自身 配备 的同步 注浆 系 统 ，采用 手动 控制 方式 ， 由人工 根据 现场 情 况随 时调 整注 浆流 量 、速
后较 大 空隙 ，不 仅操 作难 度大 ，而 且填 充效 果 很差 ，极 易 出现填 充不 密 实。管 片 脱 出盾 尾后 易出现下沉现象 ，从而造成 管片错 台。 ４ ）提供盾构机 足够的反 力 盾构 机在 导 台 上滑 行 ，遇 到 的 阻 力较 小 ，可能使 管片之 间的挤 压力达 不￣２ ５ ０ ０ Ｋ Ｎ 的 设计 要求 ，从 而造 成隧 道 密封性 降 低 ，管 片环之 间容 易漏水 。 ５ ） 注浆量控制 注浆 量过 大 ，会 造成 水泥 砂浆 反窜 到刀 盘 前方 。注 浆量 过 少 ，则起 不到 背后 注浆 的 效 果 ，不能 及时 稳 定管 片 。当注 浆压 力达 到 设 定值 （ ２ ～３ ｂ ａ ｒ ）或 注浆 量达 到 豆粒石 理 论 空隙率的 ８ 以上时 ，即可暂停 注浆 。
土压平衡盾构机通过地铁隧道矿山法段的回填掘进施工技术
中图 分 类 号 ： ４ ５ ４ Ｕ ５ ．３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ４—２ ５ （ ０ １ １ ０ ０ ０ １０ ９ ４ ２ １ ） Ｏ一 １ ７— ４
Ｂａ ｋｆｌｉ ｇ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｏ ｒ ｈ Ｐｒ ｓ ｕｒ ｌ ｎ ｅ ｈｉ ｌ ｉ ｉ ｃ ｉ ｌｎ ｃ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒ Ｅａ ｔ ｅ ｓ ｅ Ｂａ ａ ｃ ｄ Ｓ ｅ ｄ Ｄｒ ｖ ｎｇ ｔ ｏ ｇ ｕｂ ｈｒ ｕ ｈ Ｓ ｗａ ｎｎ ｌＳｅ ｔｏ ｉｔｂｙ Ｍ ｉ ｎ ｅ ｈｏ ｙ Ｔｕ ｅ ｃ ｉ ｎ Ｂｕ ｌ ｎｉ ｇ Ｍ ｔ ｄ
境不 同 ， 施 工单位 采用 的方 案也 不尽 相 同 ， 用 的施 各 常
工方 案有 以下 几种 。
方案 一 ： 道 底 部 采 用 Ｃ ０ 隧 ５ 混凝 土 施 做 导 台 ， 靠
［ ］ Ｊ Ｊ１Ｏ ９ ， 筑 基 坑 支 护 技 术 规 程 ［ ］ ７ Ｇ ２ 一 ９ 建 Ｓ． ［ ］ ＹＢ９ ５— ９ ， 筑基 坑 工 程 技 术 规 范 ［ ］ ８ ２ ８ ７ 建 Ｓ． ［ ］ 中铁 工 程 设 计 咨 询 集 团有 限 公 司 ． 圳 地 铁 ５号线 工 程 详 细 勘 察 ９ 深
推 反力 装 置 ， 当盾构 空推 一定 距 离后 ， 盘顶 至预埋 装 刀 置 上 ， 紧后续 管 片 ， 后 割 除顶 推 反 力 装 置 ， 续 向 压 然 继
（ ） 通道 及竖 井 底 部 （ 通 道顶 部 以上 １ｍ） ４横 横 采 用 Ｍ ． ２ ５砂 浆 回填 ， 井剩 余部 分采 用渣 土 回填 。 竖 （ ） 土 回填料 要均 匀 、 质 ， 证 掘 进 中螺 旋 机 ５渣 均 保 能够 正 常 出渣 。 桩基 托换 段 回填 平 面 及 横 断 面 示 意 分 别 见 图 ２ 、
盾构机空推过矿山法段地铁隧道施工技术
环缝 间隙较 大 ， 贴在 管 片上 的三 元 乙 丙橡 胶 止水 条 粘 达不 到最低 的压缩 量 ， 隧道 防水 效果 不 佳 。为 确保 盾 构管 片防水质 量 ， 拟在 矿 山法 隧道 施 工完 成 后在 隧 道 内堆填 土体 ， 以提供 盾构 推进 时 的反力 。
由于隧 道是矿 山法先 行 开 挖支 护 后 ， 刀 盘前 方 在
机 由地 铁红树 湾站 东端始 发 ， 沿东北 向下穿 白石三道 、
白石路 、 欢乐 海岸到 达 区间竖井 吊出。
施 工 过 程 中遇 到硬 岩 、 石 群 或 长 距 离上 软 下 硬 等 地 质 情 况 下 孤 施 工 方 案 的设 计 提 供 参 考依 据 。
关 键 词 ： 铁 ；盾 构 法 ；矿 山 法 ； 空推 ；施 工 方 案 地
３ ２ 盾构 前方 堆土作 用力计 算 ． 矿 山法 隧道施 工 完成 后 ， 构 过 境采 用 空 推工 况 盾 下进行 管 片拼装 ， 盾构正 面无 土压力 作用 ， 易造 成管片
பைடு நூலகம்
方案 需要解 决 的一个 技 术 问题 ， 合 深 圳地 铁 ２号 线 结
工程 实 际情 况 ， 开挖 过 程 中前 方 遇 孤 石群 和 基 岩 隆 对
用 矿 山法 与盾构 法 相 结合 进 行 ， 以加快 施 工 进度 。盾 构机 由盾 构段进 入 已开挖好 的矿 山段是采 用这 种施 工
１ 的碎石 （ ０ｍｍ 细石 ） 充 ， 填 然后 注浆 填充 碎 石 间的空 隙 ， 终 由注浆体 和管 片共 同构成矿 山法 隧道 的二衬 。 最
起 的情 况进 行分 析 ， 出有效 施工 方案 ， 国内地 铁施 提 为
工提供 一定技 术 支持 。
盾构在矿山法隧道中空推管片纵向受力分析
盾构在矿 山法隧 道中空推管 片纵 向受 力分析
高 凯
（ 广州市 珧凯园林设计有 限公 司， 广东 广州 ５ ０ １ １６ ２ １
摘
要： 以某地铁盾构在矿 山法隧道 中空推 为背 景 ， 对盾构施 工时管片的应 变过 程进行 了详细 的监测和分析 ， 盾构施工过 程 中 对
管片应 变的规 律进行 了总结 ， 管片轴 向压应 变沿时间变化分为两个 明显阶段 ， 千斤顶施 加反 力阶段应 变急剧 增加 ， 后逐渐减 小至 稳定 ； 管片壁后压浆阶段 ， 会造成局部管片发生侧 向剪切位移 ， 使得同一管片不同位置上的混凝土轴 向压应变 升降不一 ； － ￣￣ Ｉ Ｓ－ 断面上的应变沿环 向分布极不均匀 ， 易出现渗漏 水现象 ； 断面整体预压 力基 本满 足要 求。
明显不 同， ２２轴 向压应变几乎一直为零 ， Ｈ － Ｈ－ 而 ２１的混凝 土轴 向
块 的 ３等分点处 。
总 的来看 ， 混凝土轴 向应变 变化 可 以分 两个 阶段 ， 第一 阶段 是千斤顶施 加推力后 ， 各混 凝 土轴 向压 应变 值急 剧增加 ， 约施 工
一
压应变却符合前 面所述 规律 ， 阶段 先急剧 增大后 减小 ， 二 第一 第 阶段略有提高 ， 这种现象表 明该处 同一横 断面不 同部位受压 紧程 随着距盾构机 的距离越来越远 ， 加之盾壳 及管片 与混凝 土导 台摩 度不同 ， 千斤顶 给管 片不 同位置 的反力 不均匀 ， 易在二 者不 均 容 擦力及两侧 土体 的摩 阻力 不 断增 加 ， 各混 凝 土 应变 逐 渐趋 于稳 匀压紧处发生渗漏水 ， 这与现场实际该环 两肩 处出现 渗漏水较严 定； 第二 阶段是 对该试 验环 或其前 后几 环进行 壁后 压浆 ， 成管 造 重 的现象相符合 。
TBM矿山法隧道内空推步进施工技术
TBM矿山法隧道内空推步进施工技术【提要】本文介绍了TBM在矿山法隧道内空推步进的施工技术。
包括施工方案、施工过程、工序优化等内容。
【关键词】矿山法；TBM；空推步进；步进导台；断面测量。
1工程简介民乐停车场出入线隧道线路大体呈东西走向，起点为翰梅区间，沿塘朗山西行1km，以R=260m曲率半径往东转接入民乐停车场线路。
本区间采用两台双护盾TBM施工，TBM在民乐停车场组装完成后依次步进通过大断面矿山法隧道、明挖段结构、单洞双线矿山法隧道，在矿山法隧道内始发，掘进2400m后在梅林关站北端矿山法隧道内接收，TBM步进轴线图如下图：图1.1：TBM空推步进线路平面图考虑到单洞双线隧道断面净空不满足左右线独立设置步进导台要求，从洞外至单洞双线隧道隧道B5断面左右线TBM共用步进导台（洞口外导台40m，隧道内共用导台长度200m），在B5断面终点处开始单独设置左线及右线步进导台各135m。
2 施工步骤及关键施工技术2.1 施工方案施工方案总体步骤为在矿山法隧道内施工混凝土导台，TBM从三线洞口组装导台开始步进，进人矿山法隧道后利用底部油缸拼装管片循环步进，依次空推通过矿山法隧道，直至主机到达始发导洞为止，整个步进过程结束。
2.2 测量模拟单洞双线矿山法隧道二衬施工已完成，通过TBM与隧道位置关系模拟得出，刀盘与二衬结构面最小距离仅10cm，因此导台施工前对矿山法隧道进行断面测量特别重要，隧道线形是否侵限是TBM能否在矿山法隧道内正常空推的先决条件，特别是B5断面和B4、A4交界处是本项目TBM步进空推的咽喉区。
应着重对以下几个方面进行测量：（1）矿山法隧道5m一个断面，采用全站仪进行断面测量，根据结果进行TBM与二衬结构位置关系模拟，得出模拟值。
（2）根据断面测量成果确定TBM步进导台的轨面标高，在预留安全距离的前提下，确保TBM能平滑、顺利地推进。
（3）在步进导洞完成后立即对两个洞门中心坐标进行复测。
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盾构空推不拼管片过矿山法成型隧道施工技术
发表时间：2019-06-25T15:37:13.180Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：韩君
[导读] 摘要：针对长距离、超复杂地层中盾构法隧道施工，采用矿山法与盾构法相结合可以实现隧道安全、快速贯通，本文以Φ8830mm海瑞克土压平衡盾构机珠三角城际轨道交通建设莞惠GZH-6B标松大区间为例，对盾构空推过矿山法段施工工艺流程进行探讨, 并根据工程实际提出关键技术控制措施和工程重难点处理方法，为长距离、复杂地质盾构隧道施工盾构空推过矿山法段施工提供宝贵经验。
中铁十六局集团轨道公司北京通州 101100
摘要：针对长距离、超复杂地层中盾构法隧道施工，采用矿山法与盾构法相结合可以实现隧道安全、快速贯通，本文以Φ8830mm海瑞克土压平衡盾构机珠三角城际轨道交通建设莞惠GZH-6B标松大区间为例，对盾构空推过矿山法段施工工艺流程进行探讨, 并根据工程实际提出关键技术控制措施和工程重难点处理方法，为长距离、复杂地质盾构隧道施工盾构空推过矿山法段施工提供宝贵经验。
关键词：盾构空推；成型隧道；施工技术
1.引言
盾构法施工与矿山法施工方法都有各自的特点,同时其适用范围也具有一定局限性[1,2]。
土压平衡盾构主要应用于地层较软，且地质连续的地层中。
矿山法则主要用于连续性较好的岩石地层[3,4]，当前随着高速铁路隧道事业的快速发展，大直径盾构机施工技术在广东、安徽、福建、甘肃、河南等城际轨道交通建设中得到广泛应用。
目前国内使用的大断面复合式土压平衡盾构机对于软土及岩石强度（单轴抗压强度在50～90Mpa之间）的硬岩地层施工是可以适应的，但对于地质情况比较复杂的地区，如富含大型卵石地层或长度超过100m、岩石强度（单轴抗压强度超过100Mpa）的岩层，单纯盾构法施工工艺及单纯矿山法施工工艺已不能满足当前高速铁路隧道施工的要求。
为减少施工风险、拓展土压平衡盾构机在较长距离与超复杂地层中的综合施工技术，本文以Φ8830mm海瑞克土压平衡盾构机为例，采用矿山法开挖与初期支护，二衬施做接应隧道，盾构机空载推进不拼装管片通过的新工艺，并取得了圆满成功，同时也为后续长距离、复杂地质盾构隧道施工出现类似问题借以参考。
2.施工流程及要点
盾构机空推不拼装管片通过矿山法成型隧道工艺原理为矿山法隧道施工仰拱二衬、导台时提前埋设外径168mm，壁厚4mm无缝钢管预埋件，采用可重复使用的3根Φ150mm，45#实心圆钢柱插入预埋钢管中代替（节约）管片为盾构机空推提供反作用力，使盾构机整体往前移动。
传力介质为两块焊接型钢体连接一块弧形型钢体（盾构空推传力装置），由盾构机推进油缸牵引反复循环实施空推推进。
从而达到经济、工期、安全、质量最优，施工流程如图1所示。
其施工要点如下：
（1）因盾构隧道附属结构原因，盾构隧道线路中线与隧道中线设计上会做适当调整，两者存在一定偏差，盾构隧道是按照隧道中线为指导进行施工。
矿山法隧道设计为线路中线与隧道中线重合，因此在施做矿山法隧道时，需在设计同意确认的条件下逐渐向隧道中线进行适当调整，以确保盾构机顺利、正确进入矿山法隧道。
（2）矿山法隧道二衬结构内仰拱处施做弧形素混凝土导台，是盾构机盾体依托的基础，是为了确保盾构机进入矿山法隧道后能够顺利空推出洞，减少盾体与二衬结构的接触面，从而降低相互之间的摩擦力。
（3）在施做矿山法隧道仰拱二衬与导台时，需提前埋设无缝钢管，矿山法接应隧道开挖至确定的接收里程后及时对掌子面进行喷锚封闭，盾构机进入矿山法接应隧道后停止刀盘掘进，后部管片在接应里程点后停止拼装，提供推动反作用力的载体消失，盾构机进入空推阶段。
3.结论
（1）矿山法隧道接应盾构机是采用矿山法与盾构法相结合的工法实现隧道安全、快速贯通的一种综合性工法。
盾构机在长距离隧道、超复杂地质，如富含大型卵石地层或局部硬岩地段，岩石单轴抗压强度大于100Mpa的岩层中掘进时异常艰难，机械设备性能明显下降，有时会产生致命性损坏。
采用矿山法暗挖施工初支二衬，盾构空推不拼管片通过，极大地拓展了盾构法施工的适用范围。
（2）在极硬岩地层中盾构实际掘进时间较短，采用矿山法暗挖爆破施工进度稳定可控，施工效率高。
且盾构空推不拼管片过矿山法隧道可以达到平均每天约40m的施工进度。
矿山法隧道二衬台车行走梁、仰拱二衬与盾构机接收导台采用一次成型模板浇筑，施工简便，质量可控。
吊出井盾构机接收托架采用此模板回填浇筑为混凝土接收导台，打破常规的型钢托架接收方式，并满足矿山法隧道二衬台车无需洞内拆解从而整体吊出，有效加快了施工进度。
（3）矿山法隧道施工仰拱二衬、导台时埋设钢管，一管双用。
一是便于实心钢柱插入后为盾构机空推提供反作用力，从而节约管片，施工成本很低；二是盾构机盾体经过导台后，钢管内壁与轨枕利用钢筋相连焊接稳固轨枕，确保盾构机台车顺利通过。
与传统预埋钢板、焊接挡板或直接拼装数块管片以提供盾构机反作用力的工法相比，本工法能够大幅度减少工作量及施工成本。